SU890056A1

SU890056A1 - Heat-treating furnace

Info

Publication number: SU890056A1
Application number: SU802909016A
Authority: SU
Inventors: Яков Исакович Матин
Priority date: 1980-04-10
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1981-12-15

Description

Изобретение относитс к термообра ботке порошкообрсзных материалов и может быть применено в. металлургичес кой, абразивной и других отрасл х промышленности, где термообрабатывае мый порошкообразный материал должен взаимодействовать с атмосферой печи Известны барабанные печи, предназ наченные дл нагрева мелких изделий и порошкообразных материалов, которы хорошо встраиваютс в автоматические линии, имеют высокие технико-экономические показатели 1. Однако эти печи не могут обеспечить надёжного контакта и взаимодействи с активной атмосферой всего /подлежащего обработке порошкообразного материала ( всех его частиц), в частности прохождени окислительно-восстановительных процессов (например , окисление алюминиевого порошка в атмосфере, содержащей 97% N и 3-4% OQ) . Надежно это взаимодейст вие обеспечиваетс лишь в верхнем слое материала, имеющем контакт с атмосферой. Известны печи, снабженные вентил тором , в которых издели отделены от нагревателей посредством концентрически расположенного экрана и на реваютс непрерывно циркулирующим потоком газа 2. В этих печах порошкообразный материал захватываетс циркулирующим потоком газа, что позвол ет обеспечить быстрый нагрев материала и хороший контакт и взаимодействие между циркулирующим газом (атмосферой печи) и частью нагреваемого материала , подн того циркулирук дим потоком. Однако циркулирующий поток может пройти через слой и захватить лишь определенное, весьма ограниченное количество порошкообразного материала. Вследствие этого объем загружаемого материала в них невелик. Кроме этого, в них осложнена загрузка (выгрузка) порошкообразного материала. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату вл етс печь, снабженна двум соосно установленными в торцах печи вентил торами, в которой издели отдельны от нагревателей экранами и Нагреваютс циркулируквдим потоком газа, котора позвол ет еи.е более интенсифицировать движение теплоносител 3. Однако при обработке порошкообразных материалов эта печь не имеет существенных преимуществ и обладает теми же недостатками, что и печь с вентил тором.This invention relates to heat treatment of powdered materials and can be applied in. metallurgical, abrasive and other industries, where the heat-treated powdered material must interact with the atmosphere of the furnace. Drum-ovens are well known for heating small items and powdered materials that are well integrated into automatic lines, have high technical and economic indicators 1. However these furnaces cannot ensure reliable contact and interaction with the active atmosphere of the whole / powder material being processed (all its particles), in particular the progress of redox processes (for example, oxidation of aluminum powder in an atmosphere containing 97% N and 3-4% OQ). Reliably, this interaction is ensured only in the upper layer of material that has contact with the atmosphere. Furnaces equipped with a fan are known, in which the products are separated from the heaters by means of a concentrically arranged screen and are supplied by a continuously circulating gas flow 2. In these furnaces, the powdered material is captured by the circulating gas flow, which allows for fast heating of the material and good contact and interaction between the circulating gas (furnace atmosphere) and part of the heated material, lifted circulating flow. However, the circulating stream can pass through the layer and capture only a certain, very limited amount of powdered material. As a result, the volume of the loaded material in them is small. In addition, the loading (unloading) of the powder material is complicated in them. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a furnace equipped with two fans installed coaxially at the furnace ends, in which the products are separate from the heaters by screens and the gas flow is heated, which allows it to intensify the movement of heat carrier 3, however. When processing powdered materials, this furnace has no significant advantages and has the same disadvantages as a furnace with a fan.

Цель изобретени - улучшение условий разгрузки и повышение производительности печи.The purpose of the invention is to improve the discharge conditions and increase the productivity of the furnace.

Поставленна цель достигаетс тем, что в термической печи, содержащей корпус с нагревател ми и вентил торами на торцах, направл ющий экран, герметичный муфель и окна загрузки и выгрузки, в муфеле установлена наклонна труба, соедин юща j всас одного вентил тора с рабочим колесом другого вентил тора, расположенного непосредственно над окном выгрузки .The goal is achieved by the fact that in a heat-treating furnace, containing a case with heaters and fans at the ends, a guide screen, a sealed muffle and loading and unloading windows, a tilted pipe is installed in the muffle connecting the intake j of one fan to the other impeller fan located directly above the unloading window.

Кроме того, окно выгрузки расположено в основании печи у торца.In addition, the discharge window is located at the base of the furnace at the end.

На фиг. 1 показана печь, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a furnace, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Печь состоит из теплоизолированной камеры 1, снабженной нагревател ми 2. Дл обеспечени монтажа и ремонта камера выполнена из двух половин: верхней 3 и нижней 4, В камеру помещен муфель 5, который с торцов закрываетс теплоизолированными,крышками 6 и 7. На крышке 6 помещен центробежный вентил тор 8, обеспечивающий движение теплоносител и вместе с ним обрабатываемого материала. На крыщке 7 помещен осевой вентил тор 9. Область всасывани 10 вентил тора 8 соединена с полостью 11, где расположено рабочее колесо вентил тора 9 посредством наклонной трубы 12, котора своей нижней образующей доходит до нижней, образующей муфел . Труба 12 вместе с экраном 13, муфелем и крышками образуют циркул ционный контур дл газообразного теплоносител и обрабатываемого материала. Вентил тор 9 выполнен с винтовыми лопаст ми, смещен к основанию муфел , расположен в наиболее низкой части циркул ционного контура таким образом, что концы его лопастей наход тс в непосредственной близости (зазор 10-20-мм) от нижних образующих муфел 5 и трубы 12, Кроме этого, он выполнен реверсивным , имеет измен емое число оборотов и служит дл разрыхлени и перевода во взвешенное состо ние обрабатываемого материала/ сползающего по наклонной трубе в нижнюю часть контура (в полость) и оседающего здесь, содействует вентил тору 8 при нагреве обрабатываемого материала и работает как винтовой питатель, служа дл выброса материала из муфел по окончании термообработки. Около рабочего колеса .вентил тора 9 в промежутке между ним и крышкой 7 в обечайке муфел имеетс отверстие 14, к которому примыкает патрубок 15, служащие дл выгрузки обработанного материала . К патрубку 15 герметично присоединена емкость 16, в которую перегружаетс обработанный, пылевидный или мелкозернистый материал. Отверстие 14 сверху перекрыто поворотным шибером 17. Подача материала в печь обеспечиваетс из бункера 18 через трубу 19 в крышке, перекрываемой шибером 20. Подача газа в муфель и выброс газа из муфел производитс чере трубы 21 и 22; герметично перекрываемые вентил ми.The furnace consists of a heat-insulated chamber 1, equipped with heaters 2. To ensure installation and repair, the chamber is made of two halves: the upper 3 and lower 4, the chamber is placed a muffle 5, which is closed with heat-insulated ends, covers 6 and 7. On the cover 6 centrifugal fan 8, which provides the movement of the coolant and with it the processed material. An axial fan 9 is placed on the lid 7. The suction area 10 of the fan 8 is connected to the cavity 11, where the impeller of the fan 9 is located by means of an inclined pipe 12, which with its lower generator reaches the lower one, forming the muffle. The pipe 12, together with the screen 13, the muffle and the lids, form a circulation loop for the heat carrier gas and the material to be processed. The fan 9 is made with screw blades, is displaced to the base of the muffle, is located in the lowest part of the circulation circuit so that the ends of its blades are in close proximity (gap of 10-20 mm) from the lower forming muffle 5 and pipe 12 In addition, it is reversible, has a variable number of revolutions and serves to loosen and transfer the material being processed / sliding down the inclined pipe to the lower part of the contour (into the cavity) and settling here, contributes to the fan 8 during heating ve processed material and acts as a screw feeder serving to eject material from the muffle at the end of the heat treatment. Around the impeller of the fan 9, in the gap between it and the lid 7, in the muffle side shell there is an opening 14, to which the nozzle 15 adjoins, which serves to unload the processed material. Capacity 16 is hermetically connected to nozzle 15, into which processed, pulverized or fine-grained material is transferred. The opening 14 at the top is blocked by a rotary gate 17. The material is supplied to the furnace from a hopper 18 through pipe 19 in a lid overlapped by a gate 20. Gas is supplied to the muffle and gas is ejected from the muffle through pipe 21 and 22; hermetically sealed with vents.

Печь работает следующим образом.The furnace works as follows.

Открываютс вентили на трубах 21 и 22 и производитс продувка муфел газом необходимого состава, например 96-97% Nj и 3-4% H/I. По окончании продувки, когда состав атмосферы в муфеле стабилиг.ируетс полностью, закрываетс вентиль на трубе, отвод щей газ (например, на трубе 22) и частично на трубе 21 дл компенсации утечек газа из муфел и поддержани стабильного давлени газа в нем. Открываетс шибер 20 и материал, подлежащий термообработке, поступает из бункера 18 в муфель, в зону полости 11.The valves on the pipes 21 and 22 are opened and the muffle is purged with gas of the required composition, for example 96-97% Nj and 3-4% H / I. At the end of the purge, when the composition of the atmosphere in the muffle is fully stabilized, the valve on the gas exhaust pipe (for example, on pipe 22) and partially on pipe 21 is closed to compensate for the leakage of gas from the muffle and to maintain a stable gas pressure in it. The gate 20 opens and the material to be heat treated enters from the hopper 18 into the muffle into the zone of the cavity 11.

Включаетс вентил тор 8, вентил тор 9 и нагреватели 2. Вентил тор 8 обеспечивает движение газа в циркул ционном контуре вдоль канала, образованного муфелем Ь и экраном 13, через полость 11 и наклонную трубу .в область всасывани 10 вентил тора 8. Вместе с газом перемещаетс и часть пылевидного материала. Часть же его остаетс лежать на поверхност наклонной трубы Рабочее колесо вентил тора 9 взрыхл ет материал, наход щийс под ним в полости 11, перевод его во взвешенное состо ние, где он подхватываетс потоком газа, образуемым вентил тором 8, и движетс по циркул ционному контуру. На место взрыхленного и удаленного материала по наклонной трубе поступают новые порции материала. Рабочее колесо вентил тора 9, враща сь, создает также поток газа, который по направлению совпадает с потоком, создаваемым в контуре вентил тором 8. В процессе движени газ и материгш, соприкаса с с нагреваемой поверхностью муфел , нагреваютс до заданной температуры, а соприкаса сь друг с другом, взаимодействуют , обеспечива необходимую обработку материала, например окисление или восстановление.The fan 8, the fan 9 and the heaters 2 are turned on. The fan 8 provides gas movement in the circulation circuit along the channel formed by the muffle b and screen 13 through the cavity 11 and the inclined pipe to the suction area 10 of the fan 8. Together with the gas part of the pulverized material is also moved. A part of it remains lying on the surface of the inclined pipe. The impeller of the fan 9 loosens the material under it in the cavity 11, converting it to the suspended state, where it is picked up by the gas flow formed by the fan 8 and moves along the circulation circuit . In place of the loosened and removed material, new portions of the material arrive through the inclined pipe. The fan impeller 9, rotating, also creates a gas flow, which in the direction coincides with the flow created in the circuit by the fan 8. In the process of movement, the gas and the material that is in contact with the heated surface of the muffle is heated to a predetermined temperature. interact with each other, providing the necessary material treatment, such as oxidation or reduction.

По окончании процесса термообработки отключаютс оба рабочих колеса . Материал оседает на поверхност х циркул ционного контура, причем значительна часть - на наклонной трубе . Поворачиваетс шибер 17, открыва вход в (.емкость 16 и перекрыва канал между крышкой и экраном 13. Вентил ,тор 9 переключаетс на вращение в другую сторону и уменьшенное числоAt the end of the heat treatment process, both impellers are shut off. The material is deposited on the surfaces of the circulation loop, and a significant part is on the inclined pipe. The gate 17 rotates, opening the entrance to (. The capacitance 16 and closing the channel between the lid and the screen 13. The valve, the torus 9 switches to the other side rotation and the reduced number

оборотов. Колесо вентил тора, работа как винтовой питатель, начинает перемещать материал из полости И к отверстию 14 в емкость 16. Перемеща сь вдоль наклонной трубы, весь материал, расположенный на ней, транспортируетс в емкость 16. Затем, перисдически закрыва шибером отверстие 14 и включа кратковременно оба рабочих колеса вентил торов, перемещают оставшийс в муфеле материал на наклонную трубу, а оттуда - в гер;метичную емкость 16. Небольша часть материала остаетс в печи и выгружаетс при последующих циклах. Это количество составл ет некоторую посто нную печи - посто нно наход щеес в печи количество материала. После загрузки в бункер новой порции материала ( возможна целиком замена порожнего бункера бункером, заполненным материалом) и замены заполненной материалом емкости 16 на порожнюю емкость , цикл повтор етс .turns. The fan wheel, working as a screw feeder, begins to move the material from the cavity And to the hole 14 into the container 16. Moving along the inclined pipe, all the material located on it is transported to the container 16. Then, opening the gate 14 with a perisdically closed gate the two impellers of the fans move the material remaining in the muffle to the inclined pipe, and from there to the germpetical container 16. A small part of the material remains in the furnace and is unloaded during subsequent cycles. This amount constitutes a certain constant furnace - a constant amount of material in the furnace. After loading a new batch of material into the bunker (it is possible to completely replace the empty bunker with a bin filled with material) and replace the container 16 filled with material with an empty container, the cycle repeats.

Использование предлагаемого изобретени позволит обеспечить надежный контакт активной атмосферы печи со всем объемом наход щегос в ней порошкообразного материала и их взаимодействие . Вследствие этого улучшаетс качество получаемого материала, увеличиваетс объем загрузки и производительности печи. Помимо этого, улучшеиотс услови загрузки и выгрузки порошкообразного материала и услови работы обслуживающего персонала.The use of the proposed invention will ensure reliable contact of the active atmosphere of the furnace with the entire volume of the powdered material contained therein and their interaction. As a result, the quality of the material obtained is improved, the loading volume and productivity of the furnace increase. In addition, better conditions for loading and unloading powdered material and working conditions for staff.

изобретени the invention

Claims

1. A thermal furnace, a housing with loading and unloading windows, heaters and fans at the ends, a guide screen, a sealed muffle, which, in order to improve the discharge conditions and increase the productivity of the furnace, an inclined pipe is installed in the muffle, connecting the intake of one fan with the impeller of another fan, which is located directly above the unloading window.

2. Furnace according to claim 1, characterized in that the discharge window is located at the base of the furnace at the end. . Sources of information taken into account in the examination

1. Electrothermal equipment. Directory. Ed. Althausen. M., Energie, 1967, p. 181.

2. US Patent No. 3548062, cl. 13-20, 1974.

3. The patent of Germany 1173117, cl. 18 9/00, 1965.

J4 f6 f97